CN101565280B - 使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，包括以下步骤：a.取菱镁矿浮选的精矿、菱镁矿浮选的尾矿、菱镁矿碎粉矿或镁砂竖窑除尘粉，任意一种制作成砖坯；b.将a步所得的砖坯装入干燥器中干燥；c.砖垛间纵向通道截面积之和应符合下列原则：(1)砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比为30-40∶100；(2)砖垛与窑墙、窑顶构成的外通道截面积之和与砖垛间纵向内通道的截面积之和的比为1.1-1.4；d.装好砖坯的窑车推入隧道窑中，窑入口温度为100-200℃，在850-900℃保温30-60分钟，出口温度40-200℃；e.出窑后，将d步所得砖坯破粉碎成小于0.074mm的颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及到一种烧制轻烧镁粉的生产方法，特别涉及到使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法。
背景技术
由于天然菱镁矿中含有杂质矿物，为了综合利用矿山资源，必须对菱镁石进行选矿，“浮选”技术是菱镁石的主要选矿方法。浮选技术的主要内容是首先将天然菱镁矿粉碎成细小颗粒(一般通过100目筛即粒径≤0.15mm)与水混合成泥浆，添加合适药剂进行浮选，达到菱镁矿各级矿的分离，经过轻烧作为原料应用于不同产品。另外在菱镁矿开采过程中产生30％左右的碎粉矿(粒径≤30mm)、竖窑在煅烧镁砂过程中产生的除尘粉(粒径≤0.15mm)，目前都没有利用，存在浪费资源，且不利环保的局面。
菱镁矿必须经过轻烧活化处理，才能把MgO和CO2分离，以便在冶金、化工等领域发挥各自功能。其反应式为：MgCO3→MgO+CO2↑菱镁矿(MgCO3)细粉制成砖坯的分解温度为850-900℃，在此温度分解生产出的氧化镁(MgO)粒径很小、活性很大。温度再低，菱镁石不能完全分解，造成“生烧”，产生生料；温度再高，氧化镁微粒聚晶造成“死烧”，活性变小。如何根据菱镁石的块度，控制适当的温度，是轻烧镁粉活化技术的两个重要因素。
目前使用菱镁矿碎粉矿生产轻烧镁粉的设备有：悬浮炉、沸腾炉、多层炉等，这些设备都存在结构复杂、投资大、维护费用高等弊端。
隧道窑是耐火厂烧制耐火制品的主要烧成设备，它具有操作连续、生产能力大、燃料消耗低、使用寿命长、机械化、自动化程度高、劳动条件好等优点。它的主要缺点是隧道窑内的气体流动方向是由冷却带(正压区段)向热带(负压区段)方向流动。在流动过程中，热气体上升使窑截面上下出现温差，造成气流上下分层，窑横截面上下温差较大，尤其是预热带温度分层现象更明显，有时上下温差可达400-500℃。如果砖坯均匀铺设在台车上之间无空隙，不从砖坯间留有气流火道加以控制，由于窑横截面上下温差大，使砖垛加热不均，欠烧品增多。如果延长烧成时间，不仅浪费能源，而且造成上部过烧、下部(特别底部)欠烧现象。专利ZL200510046995.6将菱镁矿原料均匀铺设在台车上，在隧道窑内烧成，就存在上述缺点，很难保证小于25mm菱镁矿碎粉矿煅烧均匀和轻烧镁粉的较高活性。专利申请200610047061.9虽然把菱镁矿碎粉矿(≤50mm)制成砖坯码在台车上、菱镁石块料(50-200mm)放入耐火材料制成的盛料架内码在台车上在隧道窑中烧成，同样没有解决隧道窑横截面上下温差大、造成上部过烧下部欠烧现象，造成产品质量(主要指活性)上下不均。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种使隧道窑中上下温差小，使砖坯均匀快速轻烧活化，且可以利用菱镁石浮选尾矿、菱镁矿碎粉矿、煅烧镁砂过程中产生的除尘粉等废弃物生产轻烧镁粉的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，包括以下步骤：
a.取粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的精矿、粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的尾矿、采矿过程中产生粒径≤30mm的菱镁矿碎粉矿或粒径≤0.5mm的镁砂竖窑除尘粉，任意一种制作成砖坯，
b.将a步所得的砖坯装入干燥器中，在110-200℃温度下干燥6-12小时，
c.将b步所得的砖坯装码在下边带有火焰通道的透火砖上，透火砖在窑车台面上，砖垛内部小砖垛与小砖垛之间纵向内通道要平直，各部分截面积之和应符合下列原则：
(1)砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比为30-40∶100；
(2)砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比为1.1-1.4∶1；
(3)砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大；
d.装好砖坯的窑车推入隧道窑中，按照以下条件进行烧制，窑入口温度为100-200℃，在850-900℃保温30-60分钟，出口温度100-200℃；
e.出窑后，将d步所得砖坯破粉碎成小于0.074mm的颗粒。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，在步骤c中，砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比为40∶100。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，在步骤c中，砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道的截面积之和的比例为1.27∶1；
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的精矿或粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的尾矿中的任意一种80-100份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉0-20份，经混练机混均，机制成型为砖坯。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取采矿过程中产生粒径≤30mm的菱镁矿碎粉矿或粒径≤0.5mm的镁砂竖窑除尘粉中的任意一种80-100份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉0-20份和水10-20份经混练机混均，机制成型为砖坯。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，砖坯厚度为30-65mm，长为230-250mm，宽为130-150mm。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，砖坯厚度为55mm，长为240mm，宽为140mm。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，在a步骤中，制作砖坯的方法为：取粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的精矿、或粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的尾矿90份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉10份，经混练机混均，机制成型为砖坯。
本发明所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其中，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取采矿过程中产生粒径≤30mm的菱镁矿碎粉矿或粒径≤0.5mm的镁砂竖窑除尘粉90份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉10份和水15份经混练机混均，机制成型为砖坯。
本发明的优点为：通过本发明所述的码放砖坯的方式，改善了隧道窑煅烧产品在截面上温度均匀性和传热条件，可严格控制轻烧镁粉的合适温度850-900℃，提高轻烧镁粉的活性、缩短高温煅烧时间、降低燃耗等。
相关名词的解释：
菱镁石矿碎粉矿：菱镁矿开采过程中产生的菱镁矿的碎粉矿。
菱镁矿浮选的精矿：菱镁石矿开采后，经过加工，进行浮选得到的含氧化镁高，含二氧化硅量较低的矿。
菱镁矿浮选的尾矿：菱镁石矿开采后，经过加工，进行浮选得到的含杂质较高，特别是含二氧化硅较高的矿，一本将此类尾矿当作废物扔掉。
镁砂竖窑除尘粉：菱镁石矿开采后，在竖窑中进行煅烧成各种级别的镁砂，在煅烧排烟过程中，在排烟系统中所含的灰尘。
在窑车上的砖垛由多个小砖垛构成，砖垛码放在底边为弧形的透火砖上。
砖垛内通道截面积之和为：小砖垛之间纵向所形成间隙的截面积之和；
砖垛外通道截面积之和为：砖垛与窑侧壁顶壁之间所形成的间隙的截面积之和；
砖垛纵向通道截面积之和为：砖垛内通道之和与砖垛外通道之和相加所得到的面积；
窑腔的截面积为：窑侧壁顶壁与窑车台面所围成腔的截面积之和；
附图说明
图1是装入砖坯的隧道窑腔的截面积图
具体实施方式
实施例1
按质量法取菱镁矿浮选尾矿(粒径≤0.15mm)900公斤，轻烧镁粉(粒径≤0.074mm)100公斤，在混练机中混合均匀，机制成型砖坯，砖坯为：长×宽×厚＝230×130×30mm，在180-200℃温度下干燥6小时，装码在带有纵向火焰通道的隧道窑车台面6上。
如图1所示，窑车6台面上有一层透火砖5，透火砖上码放着砖垛7，砖垛7由许多小砖垛3组成，小砖垛3之间形成砖垛内通道4，砖垛内通道4纵向应平直，砖垛7与窑侧壁2、顶壁8之间所形成的间隙1为外通道。
砖垛纵向通道截面积之和为0.58平方米，窑腔的截面积为1.87平方米；砖垛外通道截面积之和为0.32平方米；砖垛内通道的截面之和为0.26平方米；砖垛高三分之二以下部纵向通道截面积之和为0.20平方米；砖垛高三分之二之上部分的纵向通道截面积之和为0.06平方米。砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比约为31∶100；砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比约为1.23∶1；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大。
码好的窑车推入隧道窑中，按照入窑口温度为100℃，出口温度为150℃，在850-900℃保温30分钟，进行烧制。砖坯出窑后经过破粉碎成0.074mm的颗粒轻烧镁粉。成品率：99％；用隧道窑而不用本发明装车方法烧制的轻烧镁粉的成品率为80％；耗能：平均每吨轻烧镁粉耗100公斤标准煤，比原来用竖窑烧制轻烧镁粉耗标煤耗280公斤节约180公斤。
所得轻烧粉的指标：用盐酸滴定，耗量越大说明活性越大，本例耗盐酸
84ml，比用竖窑烧制的轻烧镁粉耗盐酸68ml多，活性较大。
实施例2
按质量法取菱镁矿浮选尾矿(粒径≤0.15mm)800公斤在混练机中混合均匀，机制成型砖坯，砖坯为：长×宽×厚＝250×130×50mm，在110-130℃温度下干燥12小时，装码在带有纵向火焰通道的隧道窑车上，砖垛间纵向通道要平直。如图1所示，窑车6台面上有一层透火砖5，透火砖上码放着砖垛7，砖垛7由许多小砖垛3组成，小砖垛3之间形成砖垛内通道4，砖垛内通道4纵向应平直，砖垛7与窑侧壁2、顶壁8之间所形成的间隙1为外通道。
砖垛纵向通道截面积之和为0.74平方米，窑腔的截面积为1.87平方米；砖垛外通道截面积之和为0.39平方米；砖垛内通道的截面之和为0.35平方米；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和为0.20平方米；砖垛高三分之二之上部分砖垛内通道截面积之和为0.15平方米。砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比约为40∶100；砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比约为1.11∶1；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大。
码好的窑车推入隧道窑中，按照入窑口温度为200℃，出口温度为100℃，在850-900℃保温60分钟，进行烧制。砖坯出窑后经过破粉碎成0.074mm的颗粒轻烧镁粉。成品率：99％；用隧道窑而不用本发明装车方法烧制的轻烧镁粉的成品率为80％；耗能：平均每吨轻烧镁粉耗100公斤标准煤，比原来用竖窑烧制轻烧镁粉耗标煤耗280公斤节约180公斤。
所得轻烧粉的指标：用盐酸滴定，耗量越大说明活性越大，本例耗盐酸84ml，比用竖窑烧制的轻烧镁粉耗盐酸68ml多，活性较大。
实施例3
按质量法取菱镁矿浮选尾矿(粒径≤0.15mm)800公斤在混练机中混合均匀，机制成型砖坯，砖坯为：长×宽×厚＝240×150×65mm，在150-180℃温度下干燥12小时，装码在带有纵向火焰通道的隧道窑车上，砖垛间纵向通道要平直。
如图1所示，窑车6台面上有一层透火砖5，透火砖上码放着砖垛7，砖垛7由许多小砖垛3组成，小砖垛3之间形成砖垛内通道4，砖垛内通道4纵向应平直，砖垛7与窑侧壁2、顶壁8之间所形成的间隙1为外通道。
砖垛纵向通道截面积之和为0.66平方米，窑腔的截面积为1.87平方米；砖垛外通道截面积之和为0.37平方米；砖垛内通道的截面之和为0.29平方米；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和为0.20平方米；砖垛高三分之二之上部分砖垛内通道截面积之和为0.09平方米。砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比约为35∶100；砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比约为1.28∶1；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大。
码好的窑车推入隧道窑中，按照入窑口温度为150℃，出口温度为200℃，在850-900℃保温40分钟，进行烧制。砖坯出窑后经过破粉碎成0.074mm的颗粒轻烧镁粉。成品率：99％；用隧道窑而不用本发明装车方法烧制的轻烧镁粉的成品率为80％；耗能：平均每吨轻烧镁粉耗100公斤标准煤，比原来用竖窑烧制轻烧镁粉耗标煤耗280公斤节约180公斤。
所得轻烧粉的指标：用盐酸滴定，耗量越大说明活性越大，本例耗盐酸84ml，比用竖窑烧制的轻烧镁粉耗盐酸68ml多，活性较大。
实施例4
取菱镁矿碎石粉矿(粒径≤30mm)900公斤，经破粉碎成粒径≤1mm的混合颗粒，添加轻烧镁粉(粒径≤0.074mm)100公斤，加水150公斤再混均匀，机制成型砖坯，砖坯为：长×宽×厚＝240×140×55mm，在110℃温度下干燥12小时，装码在带有纵向火焰通道的窑车上，砖垛间纵向通道要平直。如图1所示，窑车6台面上有一层透火砖5，透火砖上码放着砖垛7，砖垛7由许多小砖垛3组成，小砖垛3之间形成砖垛内通道4，砖垛内通道4纵向应平直，砖垛7与窑侧壁2、顶壁8之间所形成的间隙1为外通道。
砖垛纵向通道截面积之和为0.74平方米，窑腔的截面积为1.87平方米；砖垛外通道截面积之和为0.43平方米；砖垛内通道的截面之和为0.31平方米；砖垛高三分之二以下部纵向通道截面积之和为0.24平方米；砖垛高三分之二之上部分的纵向通道截面积之和为0.077平方米。砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比约为40∶100；砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比约为1.39∶1；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大。
码好的窑车推入隧道窑中，按照入窑口温度为200℃，出口温度为150℃，在850-900℃保温30分钟，进行烧制。砖坯出窑后经过破粉碎成≤0.062mm的颗粒轻烧镁粉。成品率：99.8％；耗能：90公斤标准煤每吨轻烧镁粉；成品活性耗盐酸90ml。
实施例5
按质量法取镁砂竖窑除尘粉(粒径≤0.5mm)800公斤，添加轻烧镁粉(粒径≤0.074mm)200公斤，在混练机中混合均匀，外加水100公斤混均匀，机制成型砖坯，砖坯厚度30mm，在150℃温度下干燥8小时，装码在带有纵向火焰通道的窑车上。
如图1所示，窑车6台面上有一层透火砖5，透火砖上码放着砖垛7，砖垛7由许多小砖垛3组成，小砖垛3之间形成砖垛内通道4，砖垛内通道4纵向应平直，砖垛7与窑侧壁2、顶壁8之间所形成的间隙1为外通道。
砖垛纵向通道截面积之和为0.57平方米，窑腔的截面积为1.87平方米；砖垛外通道截面积之和为0.30平方米；砖垛内通道的截面之和为0.27平方米；砖垛高三分之二以下部纵向通道截面积之和为0.18平方米；砖垛高三分之二之上部分的纵向通道截面积之和为0.084平方米。砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比约为30∶100；砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比约为1.11∶1；砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大。
码好的窑车推入隧道窑中，按照入窑口温度为200℃，出口温度为150℃，在850-900℃保温30分钟，进行烧制。砖坯出窑后经过破粉碎成0.055mm的颗粒轻烧镁粉。成品率：99.5％；耗能：85公斤标准煤每吨轻烧镁粉；成品活性耗盐酸95ml。
实施例6
按质量法取镁砂竖窑除尘粉(粒径≤0.5mm)1000公斤，外加水200公斤混均匀，机制成型砖坯，砖坯为：长×宽×厚＝240×150×65mm，在150℃温度下干燥8小时，装码在带有纵向火焰通道的窑车上。如图1所示，窑车6台面上有一层透火砖5，透火砖上码放着砖垛7，砖垛7由许多小砖垛3组成，小砖垛3之间形成砖垛内通道4，砖垛内通道4纵向应平直，砖垛7与窑侧壁2、顶壁8之间所形成的间隙1为外通道。
砖垛纵向通道截面积之和为0.57平方米，窑腔的截面积为1.87平方米；砖垛外通道截面积之和为0.30平方米；砖垛内通道的截面之和为0.27平方米；砖垛高三分之二以下部纵向通道截面积之和为0.19平方米；砖垛高三分之二之上部分的纵向通道截面积之和为0.11平方米。码好的窑车推入隧道窑中，按照入窑口温度为200℃，出口温度为150℃，在850-900℃保温30分钟，进行烧制。砖坯出窑后经过破粉碎成0.055mm的颗粒轻烧镁粉。成品率：99.5％；耗能：85公斤标准煤每吨轻烧镁粉；成品活性耗盐酸95ml。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.取粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的精矿、粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的尾矿、采矿过程中产生粒径≤30mm的菱镁矿碎粉矿或粒径≤0.5mm的镁砂竖窑除尘粉，任意一种制作成砖坯，
b.将a步所得的砖坯装入干燥器中，在110-200℃温度下干燥6-12小时，
c.将b步所得的砖坯装码在下边带有火焰通道的透火砖上，透火砖在窑车台面上，砖垛内部小砖垛与小砖垛之间纵向内通道要平直，各部分截面积之和应符合下列原则：
(1)砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比为30-40∶100；
(2)砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道截面积之和的比为1.1-1.4∶1；
(3)砖垛高三分之二以下部砖垛内通道截面积之和应比砖垛高三分之二之上部分的砖垛内通道截面积之和大；
d.装好砖坯的窑车推入隧道窑中，按照以下条件进行烧制，窑入口温度为100-200℃，在850-900℃保温30-60分钟，出口温度100-200℃；
e.出窑后，将d步所得砖坯破粉碎成小于0.074mm的颗粒。
2.如权利要求1所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，在步骤c中，砖垛纵向通道截面积之和与窑腔的截面积之比为40∶100。
3.如权利要求2所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，在步骤c中，砖垛外通道截面积之和与砖垛内通道的截面积之和的比例为1.27∶1。
4.如权利要求1所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的精矿或粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的尾矿中的任意一种80-100份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉0-20份，经混练机混均，机制成型为砖坯。
5.如权利要求1所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取采矿过程中产生粒径≤30mm的菱镁矿碎粉矿或粒径≤0.5mm的镁砂竖窑除尘粉中的任意一种80-100份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉0-20份和水10-20份经混练机混均，机制成型为砖坯。
6.如权利要求4所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，砖坯厚度为30-65mm，长为230-250mm，宽为130-150mm。
7.如权利要求5所述的使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，砖坯厚度为55mm，长为240mm，宽为140mm。
8.如权利要求4使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的精矿、或粒径≤0.15mm的菱镁矿浮选的尾矿90份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉10份，经混练机混均，机制成型为砖坯。
9.如权利要求5使用隧道窑烧制轻烧镁粉的生产方法，其特征在于，在a步骤中，制作砖坯的方法为：按质量比取采矿过程中产生粒径≤30mm的菱镁矿碎粉矿或粒径≤0.5mm的镁砂竖窑除尘粉90份，粒径≤0.074mm轻烧镁粉10份和水15份经混练机混均，机制成型为砖坯。
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